Вектор поляризации и диэлектрическая восприимчивость диэлектриков
Количественной мерой поляризации диэлектрика служит вектор поляризации или поляризованность .Она определяется как предел отношения суммарного дипольного момента некоторого объема V диэлектрика к этому объему, при условии, что V стремится к нулю:
, где n - число диполей в объеме V, - дипольный момент i-го диполя.
В случае изотропного неполярного диэлектрика, находящегося в однородном электрическом поле, , где n0 - концентрация молекул. Можно показать, что дипольный момент неполярной молекулы в поле направлен строго вдоль вектора и пропорционален его величине , где a - коэффициент пропорциональности, который называется поляризуемостью. Таким образом .
Поляризуемость единицы объема диэлектрика называется диэлектрической восприимчивостью и обозначается буквой æ, т.е. æ = n0a. Отсюда æ . Последняя формула справедлива и для
Рисунок 3.5 - Зависимость поляризованности изотропного диэлектрика от напряженности электростатического поля. |
Но с увеличением Е в полярном диэлектрике наступает «насыщение, т.е. состояние, когда дипольные моменты всех молекул ориентируются по полю. Поэтому линейная зависимость от нарушается и кривая выходит на линию, параллельную оси Е (рис.3.5). Диэлектрическая восприимчивостьæ ‑ величина безразмерная, положительная: для спирта æ » 25, для воды æ » 80. В неполярных диэлектриках æ не зависит от температуры Т, в полярных æ обратно пропорциональна температуре. В полярном диэлектрике помимо ориентационной поляризации наблюдается и электронная поляризация.
Дата добавления: 2015-02-13; просмотров: 1480;